[發明專利]基于振動或聲學特性分析的晶片夾持檢測

有效

• 申請號: 201580056757.5
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN107078081B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 佐藤秀
• 申請（專利權）人: 艾克塞利斯科技公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;G01N29/09;G01N29/12;G01N29/24;G01N29/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

提供了用于檢測夾持設備的夾持狀態的工件夾持狀態檢測系統和方法。具有夾持表面的夾持設備被配置為選擇性地將工件夾持到所述夾持表面；夾持設備可以是用于將半導體晶片選擇性地固定到其上的靜電卡盤或機械夾具。還提供了振動誘發機構，其中所述振動誘發機構被配置為選擇性地振動所述夾持設備和工件中的一個或多個；還提供了振動感測機構，其中所述振動感測機構被配置為檢測所述夾持設備和工件中的一個或多個的振動；夾持狀態的檢測利用聲學性質的變化，例如自然諧振頻率或聲學阻抗的移位，來確定工件的夾持狀態。控制器還被配置為確定與將所述工件夾持到所述夾持表面相關聯的夾持狀態，其中所述夾持狀態與檢測到的所述夾持設備和工件中的一個或多個的振動相關聯。

相關申請的引用

本申請要求2014年12月26日提交的題為“WAFER CLAMP DETECTION BASED ONVIBRATION OR ACOUSTIC CHARACTERISTIC ANALYSIS”的美國臨時申請No.62/096,924的優先權和權益，其全部內容通過引用并入本文，正如在本文中完全闡述的。

技術領域

本發明總體涉及工件夾持系統，更具體地涉及在包括靜電夾具的夾具中檢測工件。

背景技術

靜電夾具或卡盤(ESC)通常在半導體工業中用于在基于等離子體或基于真空的半導體工藝(例如離子注入、蝕刻、化學氣相沉積(CVD)等)期間夾持工件或襯底。已證明ESC的夾持能力以及工件溫度控制在處理半導體襯底或晶片(例如硅晶片)方面是非常有價值的。例如，典型的ESC包括位于導電電極上方的電介質層，其中半導體晶片被放置在ESC的表面上(例如，晶片被放置在電介質層的表面上)。在半導體處理(例如，離子注入)期間，通常在晶片和電極之間施加夾持電壓，其中通過靜電力將晶片夾持抵靠卡盤的表面。

在工件處理和/或工件加工期間，通常需要驗證和/或確保工件充分夾持到ESC。此外，對于某些工藝，例如某些離子注入工藝，期望通過冷卻ESC來冷卻工件，其中工件和ESC之間的夾持力確保工件的充分冷卻。因此，已經建立了用于驗證工件夾持狀態的各種配置。一種常見的工件驗證基于與工件和ESC相關聯的電容的變化，其中工件與ESC表面的接近度通常限定了工件和ESC表面之間的電容。然而，這種所測量的電容并不總是指示工件是否被充分夾緊或夾持到ESC。

因此，本領域中需要一種用于確定工件是否被充分夾緊或夾持到ESC的表面的裝置、系統和方法。

發明內容

因此，本公開通過提供一種用于確定工件相對于靜電夾具的夾持狀態的系統、裝置和方法而克服了現有技術的局限。因此，以下呈現了本公開的簡單概括以便提供對本發明的一些方面的基本理解。本發明內容不是本發明的廣泛概述。其既不意在標識本發明的關鍵或必要元素，也不意在勾畫本發明的范圍。其目的是以簡化形式呈現本發明的一些構思，作為稍后呈現的更詳細描述的前言。

根據本公開，提供了一種工件夾持狀態檢測系統，其中夾持設備具有與其相關聯的夾持表面，并且其中夾持設備被配置為選擇性地將工件夾持到夾持表面。夾持設備例如包括靜電夾具，并且其中夾持表面包括配置為將工件靜電夾持到其上的大致平坦的表面。備選地，夾持設備包括機械夾具，其中機械夾具包括配置為選擇性地夾緊工件的周邊邊緣的一個或多個夾子。在另一備選方案中，夾持設備包括配置為選擇性地將工件保持在其上的任何夾持裝置。

根據一個示例，提供了振動誘發機構，其中所述振動誘發機構被配置為選擇性地振動所述夾持設備和工件中的一個或多個。此外，提供了振動感測機構，其中所述振動感測機構被配置為檢測所述夾持設備和工件中的一個或多個的振動。在一個示例中，振動誘發機構例如包括機電振動發射器。在這樣的示例中，振動感測機構可以包括加速度計。在將在大氣中執行檢測的示例中，振動誘發機構可以包括音頻揚聲器，并且振動感測機構可以包括麥克風。備選地，振動誘發機構包括超聲波發射器，并且其中振動感測機構包括超聲波接收器。在一些機電振動發射器(例如，音頻揚聲器或超聲波發射器的音圈)上，發射器也可以被配置為作為感測機構進行操作。